“遗传育种专题复习”教学设计.doc

“遗传育种专题复习”教学设计许 晖（浙江省温州中学，325014）摘 要 本教学设计以一个个真实新颖的问题情境为学习活动载体，帮助学生建构遗传育种的知识网络。关键词 遗传育种 问题 情境1 教学分析“遗传育种专题复习”涉及孟德尔定律、减数分裂、基因重组、基因突变、染色体畸变、转基因技术和植物体细胞杂交等遗传学基础知识，包括杂交育种、诱变育种、单倍体育种、多倍体育种、基因工程育种和植物细胞工程育种等多种遗传育种方法，复习教学需帮助学生建构一个知识网络。其中“基于遗传育种新情境的创新能力培养”既是重点也是难点，教师在教学中可利用一个个真实新颖的问题情境为学习活动载体，引发学生积极思考，以取得较好的教学效果。2 教学目标2.1 知识目标 说出遗传育种各种方法的主要步骤，辨别其主要遗传学原理。2.2 能力目标 运用遗传育种方法解决新情境问题。2.3 情感态度与价值观目标 关注科学、技术和社会的关系；认同遗传学研究对人类生活的科学价值和应用价值。3 教学过程3.1 创设情境，导入课题 图片展示金鱼“红似火、白如雪、蓝若繁星、橙似黄花”以及可以为金鱼生活提供氧气的金鱼藻，简介金鱼和金鱼藻的相关生物学特性：金鱼是二倍体，只有受精的卵细胞才能发育成个体，三倍体、四倍体也可以存活。金鱼藻是被子植物，水中受精，早春种子在泥中萌发。进而导入课题。3.2 杂交育种中亲本的选择和子代基因型的鉴定人们偶然发现一头罕见的大尾鳍金鱼。假设大尾鳍(A)对小尾鳍(a)显性，红色(B)对白色(b)显性，且在两对常染色体上。现有纯合的小尾鳍红色金鱼(aaBB)，试利用该大尾鳍白色金鱼(Aabb)设计杂交实验，以尽快获得纯合的大尾鳍红色金鱼(AABB)。（写出遗传图解并结合文字说明）参考答案：第一代杂交：；第二代杂交：；利用第二代杂交后代中的aabb对A_B_进行鉴定，得到AABB个体。教学意图：复习杂交育种。为得到AABB个体需进行两代杂交，如何选择杂交亲本？在A_B_中鉴定得到AABB个体，需进行第三代杂交。教学反思：为数不少的学生让第二代杂交后代中的A_B_进行“连续自交”以得到AABB个体，当然不对。因为A_B_个体的基因型不能确定，连续自交实际上就是A_B_群体内的随机交配。这些学生只是生搬硬套了植物杂交育种选育纯合子的方法，同时也有审题不清的原因，没有注意到题干中的“尽快”。3.3 基因工程育种以及纯合子的选育 现有纯合的小尾鳍红色金鱼(aaBB)，试设计实验思路，培育得到纯合小尾鳍红色具荧光金鱼（荧光基因用D表示）。参考答案：利用转基因技术将荧光基因(D)导入受精卵得到Dd个体（d表示无荧光基因），将Dd自交得到DD、Dd和dd后代，再利用dd对DD和Dd进行鉴定，得到DD个体。教学意图：复习基因工程育种。如何利用Dd个体选育得到DD个体。教学反思：笔者在备课时没有想过通过转基因技术得到的是一头还是多头Dd金鱼。部分学生认为基因工程育种只得到一头Dd金鱼，因此让该Dd个体与dd杂交，再让杂交后代中Dd雌雄个体互相交配得到DD后代，同样合理。3.4 多倍体育种以及同源四倍体在减数分裂过程中同源染色体如何分离 欲将小尾鳍红色具荧光转基因金鱼品种(aaBBD)在自然水域放养，但又担心外源荧光基因通过与野生近缘种的有性杂交在自然界污染扩散。试设计实验思路解决这一难题。参考答案：将该品种Dd（d表示无荧光基因）自交得到DD、Dd和dd的受精卵，经秋水仙素处理得到DDDD、DDdd和dddd的个体，再让DDDD、DDdd与原品种Dd杂交得到三倍体后代，最后还需淘汰三倍体后代中的ddd个体。教学意图：复习多倍体育种。在理解三倍体高度不育的基础上，参考无籽西瓜的培育过程，设计三倍体金鱼的遗传育种方案。同源四倍体在减数分裂过程中同源染色体如何分离？DDdd个体将产生3种配子，即DD、Dd和dd，比例为1：4：1，因此最后还需淘汰三倍体后代中的ddd个体。教学反思：部分学生认为培育得到四倍体金鱼就可以在自然水域放养了，即使与野生二倍体鱼交配，产生的三倍体后代也是高度不育的。这种想法不对，因为四倍体个体互相交配产生的后代是可育的。部分学生将题干中一头Dd金鱼与普通金鱼杂交以获得更多Dd个体，再让Dd自交，这是因为没有认识到欲在自然水域放养的金鱼品种应该是有很多雌雄个体的，并不是只有一头。部分学生让DDDD、DDdd与普通金鱼dd杂交以得到三倍体后代，同样合理。部分学生没有想到DDdd个体会产生dd配子，因此最后还需淘汰三倍体后代中的ddd个体。3.5 诱变育种 现有纯合的大尾鳍金鱼(AA)，试设计实验思路，期望培育得到超大尾鳍金鱼。参考答案：利用诱变育种方法，有可能获得超大尾鳍(A+)的性状表现。教学意图：复习诱变育种。教学反思：期望培育得到的是“超大尾鳍”金鱼，并不是“超大”金鱼，而超大尾鳍是原来金鱼品种所没有的新性状，故应运用诱变育种方法。部分学生审题不清，拟采用多倍体育种方法，这样将可能得到超大金鱼。3.6 单倍体育种与多倍体育种 以AAbbdd和aaBBDD金鱼藻植株为原始材料（3对基因在3对同源染色体上），试利用遗传育种方法，尽快得到aaabbbDDD植株。参考答案：AAbbdd与aaBBDD杂交得到F1植株AaBbDd；F1植株进行花药离体培养，长出幼苗经秋水仙素处理得到aabbDD植株（甲），收获其种子；一部分甲种子长出幼苗经秋水仙素处理得到aaaabbbbDDDD植株（乙），乙植株与未经秋水仙素处理的甲植株杂交，即可得到aaabbbDDD植株。 教学意图：复习单倍体育种和多倍体育种。在得到AaBbDd植株后，如何尽快得到aaabbbDDD植株？教学反思：部分学生直接将原始材料用秋水仙素处理，没有注意到原始材料是植株而不是幼苗，故不能达到目的。获得乙植株，以及乙植株与甲植株杂交，如果两者在前后两年完成，则不符合“尽快”要求。3.7 植物细胞工程育种 科学家以金鱼藻与狐尾藻为材料，利用生物工程技术培育得到光补偿点更低、产氧量更大的金鱼藻狐尾藻植株。请说出这一生物工程应用的具体操作步骤。参考答案：制备金鱼藻和狐尾藻的原生质体，并获得两者体细胞杂交形成的重组细胞，重组细胞再经细胞壁再生、脱分化和再分化，最后发育形成金鱼藻狐尾藻植株。教学意图：复习植物细胞工程育种。教学反思：部分学生认为可以在狐尾藻中寻找“光补偿点更低、产氧量更大”的有